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激光焊接,助力沪企增能提效

来源:国际工业激光商情 发布时间:2021-03-03 891
工业激光激光焊接 会客室杂志导读
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——与上海凌士通不锈钢管有限公司总经理徐忠一席谈

 

位于上海市嘉定区华亭镇的上海凌士通不锈钢管有限公司(以下简称“凌士通”),原是上钢五厂联营厂,也是国内较早生产工业用高精端焊接管材的企业。自2004年从国营厂转制以来,公司始终专注于工业用高精端焊接管材,其产品在核电、化工、食品和医疗等行业得到广泛应用。2019年凌士通引进了IPG的TPS管材和型材激光焊接系统,这同时也是该系统在国内高端焊管生产的首次应用。

 

引入生产利器,收获显著成效

 

目前,凌士通公司承接的管材焊接业务包括奥氏体不锈钢、双相不锈钢、超级奥氏体不锈钢,特殊不锈钢合金、镍及镍合金、钛及钛合金,可提供优质的高精端纵向焊接直管、U形管、盘管、鳍片管、异型管、焊接拉拔管及焊接管深加工。除春节假期和周日停机外,公司的12条焊管生产线都是接近24小时满负荷运作。从最初入料到最后封装,一条管材焊接生产线包括成型、焊接、整平、打磨、热处理、定经、切割、物理探伤8道工序环节。

 

“我们之所以选择IPG,一是为了提升焊接速度,二是为了确保焊接质量,”公司总经理徐忠表示。经过TPS焊接系统的管材,其焊缝表现出色,焊缝的烧伤面明显下降,从原先的6mm-7mm减小至2mm-3mm。在车间的TPS焊接生产线上,笔者看到,一条1.2mm厚度的管材正在作业,此时的焊接速度是8.6m/min,而一旁的氩弧焊生产线的焊接速度是2.9m/min,作业中的管材壁厚也是1.2mm,两种焊接工艺相比结果一目了然。

 

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凌士通公司 TPS 焊接生产线

 

据凌士通技术团队验证,TPS激光焊接系统在现有模具基础上焊接不锈钢(φ19.05×1,304L)的速度可以达到8.9m/min,预计还有50%的改善空间。在没有额外增加人力成本的情况下,与氩弧焊相比产能提高了3倍,设备运行和维护成本也相对较低。

 

在生产车间,不同的管材厚度对应不同的焊接速度。即使在同等条件下,采用TPS焊接系统的产量明显高于采用传统工艺的产量。尽管拥有这样一台生产利器,但是凌士通在生产规划上还是有所取舍。徐忠谈到,“我们现在主要是将具有高附加值和高端管材的焊接任务,让TPS焊接生产线承担,其余生产订单仍采用氩弧焊和等离子焊。”

 

承接高端生产任务,立下2021年“小目标”

 

在选择IPG光纤激光器前,凌士通也做足了“功课”。在为期两年的项目准备期内,徐忠和他的技术团队曾接触过数家国内激光企业,经过几个月的试验调试,结果始终没有达到令人满意的效果。公司团队还考虑过CO2激光器,但因为CO2激光器需要用到特殊气体,长时间使用后还会出现功率衰减。

 

徐忠表示,最终选择TPS激光焊接系统,一是这套系统能达到公司对产品的质量要求;二是因为IPG作为世界领先的激光器制造商,具备先进的技术和丰富的行业经验,公司尝试新的加工方式,会带来很大的信心和帮助。

 

TPS激光焊接系统是IPG专为焊接或制造较长管材和型材而开发,配备了IPG6kW激光器。该系统集成了焊接头和焊缝跟踪装置以及精密的三轴运动平台,在壁厚为0.7mm4mm的碳钢和不锈钢连续成形管上提供饱满的、无氧化、低热影响区域的焊缝。

 

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TPS 焊接系统用户界面

 

目前,这条TPS焊接生产线承担了公司最高档管材的作业任务,涉及核电、洁净管材等高端应用领域。以洁净管材为例,此类管材对焊缝的要求极高,管材内壁的光洁度也要到行业标准,因此传统的氩弧焊工艺无法实现严格的工艺标准。IPG光纤激光器卓越的光束质量带来了更高的功率密度,焊接过程中的热影响区域显著减小,生产中的焊接变形可控,确保优质的焊缝质量。

 

车间的操作人员通过在触摸屏输入具体的参数指令,可以实现不同算法的精准调整,让不同的焊接任务可以进行无缝衔接。通过焊接过程监控界面,可以实时监测焊缝质量,避免焊接不良的残次品流到下道生产工序。依靠这套TPS焊接系统,公司得以实现了高产能的目标。客户通过机械试验证明,经过激光焊接的焊缝质量明显优于传统焊接工艺。从客户反馈来看,也验证了公司当初选择IPG是明智的选择。

 

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氩弧焊(上)和激光焊(下)的熔池对比图

 

尽管当前疫情的形势仍不明朗,但凌士通的订单量却不减反增。目前,公司实行两班倒作业模式,24小时不停机工作。相比2020年上半年,公司现在承接的管材焊接量更大,车间产能已经达到了以前的120%。

 

引入TPS激光焊接系统的一年多以来,设备运行稳定,达到了徐忠团队的理想预期,也让公司进一步增能提效。TPS焊接系统弥补了传统焊接工艺无法满足的订单量,高效的加工方式也让公司信心倍增。凌士通也立下了2021年“小目标”,争取今年的产能再上一个新台阶。

 

 

作者:朱杰

 

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